DE102013101666A1 - Step drill arrangement - Google Patents
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Abstract
Eine Nassbohrmeißelanordnung und eine Trockenbohrmeißelanordnung zum Schneiden eines Bohrlochs in die Gesteinsschicht eines Bergwerks, wobei das Bohrloch einen Innenbereich mit einem reduzierten Maß und einen Außenbereich mit einem vergrößerten Maß aufweist. Die Nassbohrmeißelanordnung beinhaltet ein axial vorderes spatenartiges Schneidglied, das ein hartes spatenförmiges Schneidglied mit einem ersten Schnittquermaß und ein axial beabstandetes angeordnetes axial hinteres Räumerschneidglied aufweist, das eine harte Schneidplatte mit einem zweiten Schnittquermaß aufweist, das größer ist als das erste Schnittquermaß. Die Trockenbohrmeißelanordnung beinhaltet ein axial vorderes Schneidglied, das eine axial vordere harte Schneidplatte mit einem ersten Schnittquermaß aufweist, und eine axial beabstandet angeordnete axial hintere harte Schneidplatte, die ein zweites Schnittquermaß aufweist, das größer ist als das erste Schnittquermaß. Eine Längshülse ist für die Aufnahme von Bohrklein aus dem Betrieb der axial vorderen harten Schneidplatte ausgelegt.A wet drill bit assembly and a dry drill bit assembly for cutting a borehole into the rock layer of a mine, the borehole having an inner region of reduced dimension and an outer region of increased dimension. The wet drill bit assembly includes an axially forward spade-like cutting member having a hard spade-shaped cutting member having a first cross-sectional dimension and an axially spaced axially rear reamer cutting member having a hard cutting tip having a second cross-sectional dimension greater than the first cross-sectional dimension. The dry type drill bit assembly includes an axially forward cutting member having an axially forward hard cutting tip having a first cross sectional dimension and an axially spaced axially rearward hard cutting tip having a second transverse cutting dimension greater than the first transverse cutting dimension. A longitudinal sleeve is designed for receiving cuttings from the operation of the axially front hard insert.
Description
QUERVERWEIS AUF FRÜHERE PATENTANMELDUNG CROSS-REFERENCE TO PREVIOUS PATENT APPLICATION
Die vorliegende Anmeldung ist eine Fortsetzung der gleichzeitig anhängigen, am 22. Februar 2012 von Douglas Edward Bise eingereichten provisorischen US-Patentanmeldung über eine STEPPED DRILL BIT ASSEMBLY mit der laufenden Nr. 61/601709, die vollumfänglich hier durch Bezug aufgenommen wird, und gemäß dem United States Patent Statute einschließlich 35 USC §120 beansprucht der Anmelder hierdurch die Priorität an dieser provisorischen Patentanmeldung (d. h. der am 22. Februar 2012 von Douglas Edward Bise eingereichten provisorischen US-Patentanmeldung STEPPED DRILL ASSEMBLY mit der laufenden Nr. 61/601709). The present application is a continuation of the co-pending US Provisional Patent Application, filed on Feb. 22, 2012 by Douglas Edward Bise, of a STEPPED DRILL BIT ASSEMBLY Serial No. 61/601709, which is incorporated herein by reference in its entirety, and in accordance with U.S. Pat United States Patent Statute, including 35 USC §120, hereby claims priority to this provisional patent application (ie, US Provisional Patent Application STEPPED DRILL ASSEMBLY filed on Feb. 22, 2012, Serial No. 61/601709).
HINTERGRUND BACKGROUND
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bohrmeißelanordnung, die sich zur Einbringung von Bohrlöchern in Bergwerken für die Einführung von Ankern eignet, wobei die Einführung und Befestigung der Anker in den Bohrlöchern dabei hilft, die Standfestigkeit des Kohlenstoßes (Abbaufront) zu erhöhen und die Stabilität der Firste eines Bergwerks zu erhöhen. Die vorliegende Erfindung betrifft im Besonderen eine Stufenbohrmeißelanordnung, die sich für die Einbringung von Bohrlöchern mit Sondergeometrie in Bergwerken zur Einführung von Ankern eignet, wobei diese Bohrlöcher im Zusammenwirken mit einem Gewindeanker Probleme beseitigen, die im direkten Zusammenhang mit dem gelegentlichen Einsturz des Bohrlochs beim Entfernen des Bohrstahls stehen. The present invention relates to a drill bit assembly, which is suitable for the introduction of boreholes in mines for the introduction of anchors, the introduction and attachment of the anchors in the boreholes helps to increase the stability of the collision (mining front) and the stability of the roofs of a Increase mine. More particularly, the present invention relates to a step drill bit assembly suitable for the introduction of special hole boreholes for the introduction of anchors, which boreholes in conjunction with a threaded anchor eliminate problems associated with the occasional collapse of the borehole during removal of the drill hole Bohrstahls stand.
Ein Durchschnittsfachmann im Bereich des Untertage-Kohlebergbaus hat entsprechendes Grundlagenwissen über die Verfahren zum Vortreiben eines Grubenschachts. Beim Bergbau in einer Umgebung mit hohem und instabilem Kohleflöz müssen Bergleute oftmals Bohrlöcher in die Kohlestöße (Abbaufronten) einbringen und zu deren Stabilisierung Anker einsetzen. Ferner bohren die Bergleute bei der Erstellung des Grubenschachts in der Regel Bohrlöcher in die Firste des Grubenschachts, wobei jedes Bohrloch einen Anker aufnimmt, der im Bohrloch befestigt wird. Die Anker in den Abbaufronten und in der Firste sichern und erhöhen die Standfestigkeit der Grube und vermindern das Potential für einen Grubeneinsturz. Patentschriften wie das
Zum Eindringen in die Gesteinsschicht und Bohren der Bohrlöcher lässt sich eine Reihe von Bohrmeißelkonstruktionen verwenden. Beispielhafte Patentschriften sind u.a. das
Es gibt eine Reihe unterschiedlicher Konstruktionen für einen Anker und seinen entsprechenden Aufbau. Die folgenden Patentschriften sind exemplarisch für diese Konstruktionen:
Andere Patentschriften zeigen Artikel, die bei der Ausbildung eines Bohrlochs und/oder der Stabilisierung des Bergwerks verwendet werden:
Zur Einbringung von Bohrlöchern gehört regelmäßig das Entfernen des Bohrstahls. Gelegentlich kommt es beim Entfernen des Bohrstahls zum Einsturz des Bohrlochs. Nach einem Bohrlocheinsturz kann es sehr schwierig und mitunter unmöglich sein, eine Harzpatrone oder eine mechanische Spreizhülse in das Bohrloch einzusetzen. Das ist besonders beim Einsturz eines Bohrlochs in einem Kohlenstoß (oder in einer Abbaufront) der Fall. Solche Schwierigkeiten sind für die Ausbildung des Grubenschachts und damit für den gesamten Abbaubetrieb nachteilig. Zur Lösung des Problems wurde ein Anker entwickelt, der einen Gewindeabschnitt aufweist und in Verbindung mit einem Bohrloch, das eine Sondergeometrie aufweist, verwendet wird. Das Bohrloch mit Sondergeometrie hat zwei unterschiedliche Bereiche mit jeweils unterschiedlichem Quermaß (bzw. Durchmesser). Der Innenbereich des Bohrlochs hat ein reduziertes Quermaß (bzw. Durchmesser) und der Außenbereich des Bohrlochs hat ein vergrößertes Quermaß (bzw. Durchmesser). Der Anker ist so bemessen, dass der Gewindeabschnitt in die Gesteinsschichten eingreift, die den mit dem reduzierten Quermaß versehenen Innenbereich umgeben. Deshalb kann der Anker beim Einstürzen des Bohrlochs noch weiter durch die Gesteinsschichten geschoben werden und in den Innenbereich des Bohrlochs eingreifen. Drilling holes are frequently removed to drill holes. Occasionally, when removing the drill steel, the borehole collapses. After a well collapse, it may be very difficult and sometimes impossible to place a resin cartridge or a mechanical expansion sleeve in the wellbore. This is especially the case when a borehole collapses in a coalburst (or mining area). Such difficulties are detrimental to the formation of the pit shaft and thus for the entire mining operation. To solve the problem, an anchor has been developed which has a threaded portion and is used in conjunction with a borehole having a special geometry. The borehole with special geometry has two different areas, each with a different transverse dimension (or diameter). The inner area of the borehole has a reduced transverse dimension (or diameter) and the outer area of the borehole has an enlarged transverse dimension (or diameter). The anchor is dimensioned so that the threaded portion engages the rock layers surrounding the inner cross-section provided with the reduced transverse dimension. Therefore, the anchor can be pushed further through the rock layers during collapse of the borehole and intervene in the inner region of the borehole.
Um die Kombination aus Anker mit Gewindeabschnitt und Bohrloch mit Sondergeometrie optimal zu nutzen, wäre es höchst wünschenswert, eine Bohrmeißelanordnung bereitzustellen, die das Bohrloch mit Sondergeometrie in einem einzigen Bohrvorgang bohren kann. Auch wäre es höchst wünschenswert, eine Bohrmeißelanordnung bereitzustellen, die das Bohrloch mit Sondergeometrie in einem einzigen Bohrvorgang in einer Trockenbohrumgebung bohren kann. Schließlich wäre es auch höchst wünschenswert, eine Bohrmeißelanordnung bereitzustellen, die das Bohrloch mit Sondergeometrie in einem einzigen Bohrvorgang in einer Nassbohrumgebung bohren kann. To the combination of anchor with threaded section and borehole with special geometry In order to make optimum use of it, it would be highly desirable to provide a drill bit assembly that can drill the hole of special geometry in a single drilling operation. Also, it would be highly desirable to provide a drill bit assembly that can drill the hole of special geometry in a single drilling operation in a dry drilling environment. Finally, it would also be highly desirable to provide a drill bit assembly that can drill the hole of special geometry in a single drilling operation in a wet drilling environment.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG BRIEF SUMMARY OF THE INVENTION
In einer Form davon ist die Erfindung eine Nassbohrmeißelanordnung zum Schneiden eines Bohrlochs in die Gesteinsschicht, wobei das Bohrloch einen Innenabschnitt mit einem reduzierten Quermaß und einen Außenabschnitt mit einem vergrößerten Quermaß aufweist. Die Bohrmeißelanordnung umfasst ein axial vorderes spatenartiges Schneidglied, das ein hartes Spatenschneidglied mit einem ersten Schnittquermaß aufweist. Die Anordnung beinhaltet ferner ein axial hinteres Räumerschneidglied, das eine harte Schneidplatte mit einem zweiten Schnittquermaß aufweist. Das axial vordere spatenartige Schneidglied ist axial vom axial hinteren Räumerschneidglied beabstandet. Das erste Schnittquermaß ist kleiner als das zweite Schnittquermaß. In one form thereof, the invention is a wet drill bit assembly for cutting a borehole into the rock layer, the borehole having an inner portion with a reduced transverse dimension and an outer portion with an increased transverse dimension. The drill bit assembly includes an axially forward spade-like cutting member having a hard spade cutting member having a first cross-sectional dimension. The assembly further includes an axially rear reamer cutting member having a hard cutting insert with a second cross-sectional dimension. The axially front spade-like cutting member is axially spaced from the axially rear reamer cutting member. The first cross-sectional dimension is smaller than the second cross-sectional dimension.
In einer weiteren Form ist die Erfindung eine Trockenbohrmeißelanordnung zum Schneiden eines Bohrlochs in die Gesteinsschicht eines Bergwerks, wobei das Bohrloch einen Innenbereich mit einem reduzierten Quermaß und einen Außenbereich mit einem vergrößerten Quermaß aufweist. Die Bohrmeißelanordnung umfasst ein axial vorderes Schneidglied, das eine axial vordere harte Schneidplatte mit einem ersten Schnittquermaß und eine axial hintere harte Schneidplatte mit einem zweiten Schnittquermaß aufweist. Die axial vordere harte Schneidplatte ist axial von der axial hinteren harten Schneidplatte beabstandet. Das erste Schnittquermaß ist kleiner als das zweite Schnittquermaß. Die Trockenbohrmeißelanordnung beinhaltet ferner eine Längshülse, die so angepasst ist, dass sie Bohrklein aus dem Betrieb der axial vorderen harten Schneidplatte aufnimmt. In another form, the invention is a dry drill bit assembly for cutting a wellbore into the rock layer of a mine, the wellbore having an interior area of reduced transverse dimension and an exterior area of increased transverse mass. The drill bit assembly includes an axially forward cutting member having an axially front hard cutting tip having a first cross-sectional dimension and an axially rearward hard cutting tip having a second cross-sectional dimension. The axially front hard insert is axially spaced from the axially rear hard insert. The first cross-sectional dimension is smaller than the second cross-sectional dimension. The dry drill bit assembly further includes a longitudinal sleeve adapted to receive cuttings from the operation of the axially forward hard insert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Es folgt eine kurze Beschreibung der Zeichnungsfiguren, die Teil der vorliegenden Patentanmeldung sind: The following is a brief description of the drawing figures which form part of the present patent application:
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DETAILED DESCRIPTION
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zeigt
Unter Bezugnahme auf die axial vordere spatenartige Schneidplatte
Das Rundrohrprofil
Der mittlere Sechskant-Adapter
Unter Bezugnahme auf die
Das Sechskantrohr
Unter Bezugnahme auf den Zusammenbau der Nassbohrmeißelanordnung
Wie insbesondere aus
Unter Bezugnahme auf die
Das Schneidglied
Das monolithische Gusskörperglied
Das monolithische Gusskörperglied
Das Gusskörperglied
Die Vakuumspannvorrichtung
Das Sechskantrohr
Unter Bezugnahme auf
Es gibt einen Federclip
Bezug nehmend auf den Zusammenbau der Trockenbohrmeißelanordnung
Die hier gekennzeichneten Patente und sonstigen Schriften werden hiermit durch Bezug aufgenommen. Andere Ausführungsformen der Erfindung werden dem Fachmann aus einer Betrachtung der Patentschrift oder der Praxis der hier offengelegten Erfindung deutlich. Die Patentschrift und die spezifischen Ausführungsformen haben rein illustrativen Charakter und sollen die Erfindung in ihrem Schutzbereich nicht einschränken. Der wahre Schutzbereich und der wahre Gedanke der Erfindung ergeben sich aus den folgenden Ansprüchen. The patents and other documents identified herein are hereby incorporated by reference. Other embodiments of the invention will become apparent to those skilled in the art from a consideration of the specification or practice of the invention disclosed herein. The specification and the specific embodiments are purely illustrative and are not intended to limit the scope of the invention. The true scope and spirit of the invention will be apparent from the following claims.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R120 | Application withdrawn or ip right abandoned | ||
R120 | Application withdrawn or ip right abandoned |
Effective date: 20150409 |